傾斜牙種植應(yīng)用于不同質(zhì)量頜骨的三維有限元分析.pdf

1、目的：通過(guò)建立0°、5°、10°、15°、20°、25°6種牙種植體植入Ⅰ~Ⅳ級(jí)骨質(zhì)模型，并對(duì)其進(jìn)行力學(xué)分析，得出不同傾斜角度牙種植體周圍骨質(zhì)的應(yīng)力應(yīng)變情況，以此來(lái)了解不同骨質(zhì)的頜骨能否進(jìn)行傾斜種植以及可進(jìn)行傾斜種植的最大角度。
　　方法：在ANSYS12.0三維有限元分析軟件中構(gòu)建出依據(jù)ITI的基本數(shù)據(jù)建立圓柱形牙種植體的三維有限元模型，其中種植體的長(zhǎng)軸與角度基臺(tái)長(zhǎng)軸分別呈0°、5°、10°、15°、20°、25°，形成6種種植

2、體模型。同時(shí)構(gòu)建出瓷性正方體代替牙冠以及頜骨骨塊模型。其中頜骨骨模型是根據(jù)Lekholm與Zarb提出的骨質(zhì)分類方法構(gòu)建而成，分別為Ⅰ級(jí)骨：全由密質(zhì)骨構(gòu)成；Ⅱ級(jí)骨：密質(zhì)骨厚3mm；Ⅲ級(jí)骨：密質(zhì)骨厚1mm；Ⅳ級(jí)骨：密質(zhì)骨厚1mm，松質(zhì)骨的彈性模量降低。將骨塊、種植體、牙冠進(jìn)行裝配，保持種植體的基臺(tái)與骨塊長(zhǎng)軸平行。賦予各種材料的力學(xué)參數(shù)，并進(jìn)行自動(dòng)網(wǎng)格劃分。對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行約束后，垂直集中加載300N，分析種植體周圍密質(zhì)骨與松質(zhì)骨的應(yīng)力應(yīng)變大

3、小及分布情況。
　　結(jié)果：本研究中成功構(gòu)建了6種傾斜牙種植體植入四個(gè)級(jí)別骨質(zhì)中的三維有限元模型。當(dāng)牙種植體垂直植入頜骨中時(shí)，其最大馮·米塞斯應(yīng)力（Von Mises應(yīng)力）分布于種植體頸部周圍的密質(zhì)骨；而傾斜牙種植時(shí)，最大 Von Mises應(yīng)力分布于反傾斜向的種植體頸部第一個(gè)螺紋相對(duì)應(yīng)的密質(zhì)骨處。Ⅱ級(jí)骨質(zhì)松質(zhì)骨的最大Von Mises應(yīng)力分布于種植體的底部（最下方的螺紋處），而在Ⅲ、Ⅳ級(jí)骨質(zhì)中種植體周圍松質(zhì)骨 Von Mises應(yīng)

4、力分布較均勻，但在反傾斜方向的種植體第一螺紋處，也出現(xiàn)了應(yīng)力集中的情況。并且密質(zhì)骨的最大 Von Mises應(yīng)力比松質(zhì)骨約增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。在同一骨質(zhì)中，隨著牙種植體傾斜角度的增加，密質(zhì)骨和松質(zhì)骨中的最大 Von Mises應(yīng)力及應(yīng)變量均逐漸增大；而相同角度的牙種植體于不同質(zhì)量的頜骨中時(shí)，最大 Von Mises應(yīng)力發(fā)展趨勢(shì)為：密質(zhì)骨：Ⅳ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅲ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅱ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅰ級(jí)骨質(zhì)；松質(zhì)骨：Ⅲ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅳ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅱ級(jí)骨質(zhì)；最大應(yīng)變的發(fā)展趨勢(shì)為：密質(zhì)

5、骨：Ⅳ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅲ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅱ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅰ級(jí)骨質(zhì)；松質(zhì)骨：Ⅳ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅲ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅱ級(jí)骨質(zhì)。
　　結(jié)論：①當(dāng)牙種植體垂直植入頜骨中時(shí)，其最大 Von Mises應(yīng)力分布于種植體頸部周圍的密質(zhì)骨；而傾斜牙種植時(shí)，最大 Von Mises應(yīng)力分布于反傾斜向的種植體頸部第一個(gè)螺紋相對(duì)應(yīng)的密質(zhì)骨處。Ⅱ級(jí)骨質(zhì)松質(zhì)骨的最大 Von Mises應(yīng)力分布于種植體的底部（最下方的螺紋處），而在Ⅲ、Ⅳ級(jí)骨質(zhì)中種植體周圍松質(zhì)骨Von Mises應(yīng)力分布較均勻，但

6、在反傾斜方向的種植體第一螺紋處，也出現(xiàn)了應(yīng)力集中的情況。并且密質(zhì)骨的最大 Von Mises應(yīng)力比松質(zhì)骨約大一個(gè)數(shù)量級(jí)，表示密質(zhì)骨在種植體行使功能時(shí)，承擔(dān)大部分咬合力。
　?、诋?dāng)牙種植體傾斜角度相同時(shí)，最大Von Mises應(yīng)力的發(fā)展趨勢(shì)為：Ⅳ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅲ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅱ級(jí)骨質(zhì)＞Ⅰ級(jí)骨質(zhì)。其中Ⅲ級(jí)骨質(zhì)、Ⅳ級(jí)骨質(zhì)的 Von Mises應(yīng)力較在Ⅰ類、Ⅱ級(jí)骨質(zhì)成倍增長(zhǎng)。因此，在生物力學(xué)方面，Ⅰ、Ⅱ級(jí)骨質(zhì)中進(jìn)行牙種植優(yōu)于Ⅲ、Ⅳ級(jí)骨質(zhì)。